186775. lajstromszámú szabadalom • Forgóházas áramlástechnikai gép
1 186.775 2 A találmány szeirnti berendezésből kialakított belsőégSsű motorkombinációk - a dugattyús- és az eddig ismert rotációs motorkkal szemben - több előnyös tulajdonsággal rendelkeznek; amelyek a következők:- a kompresszort, az égő- vagy robbanókamrát és az expanzort egymástól függetlenül, az alkalmazási követelményeknek megfelelően optimálisan lehet kialakítani (pL geometriai méretviszony variációk);- a kompresszió- és expanzió viszonyt egymástól függetlenül lehet megválasztani, a maximális körfolyamat-hatásfok megvalósítása érdekében (pl. robbanó gázturbina körfolyamat megvalósítása);- az égő- vagy robbanókamrában — mely szabadon alakítható — olyan áramlási viszonyokat lehet létrehozni (öivénylés), amely elősegíti a tüzelőanyag tökéletes elégését, amellett a kamra jól hűthető és hőcserélős körfolyamatok megvalósítását is lehetővé teszi;- a munkafolyamat szabályozására előnyösen alkalmazható a forgó résvezérlés, amely célszerűen a gördülő ágyazásű rotorok csapágyai közötti belső hengerfelület és az álló tengelyek megfelelő felületei között, ilL a rotor oldalsíkja és az ugyancsak gördülő ágyazásű forgó ház álló tengelyének oldallapjai között valósítható meg;- a forgó ház lendítő tömege biztosítja az egyenletes járást, így külön lendkerél alkalmazása szükségtelen, ami jelentős súlymegtakarítást jelent;- a forgó ház oldallapok radiális hűtő-bordákkal vannak ellátva, ezek hütő ventillátorként is működnek, ami újabb súlymegtakarítást jelent;- az expanzor (erőgép) forgó ház palástján elhelyezkedő kiömlő nyílásokat, a forgásiránnyal ellentétesen tangenciális irányban hajló propulziós csatornával lehet ellátni, amely a túlnyomással távozó közeg energiáját - a 100-150 m/s-os kerületi sebességeknél - jó propulziós hatásfokkal forgatónyomatékká alakítja és így a motor fajlagos teljesítményét megnöveli;- a tejjes expanzióval működő, nagy keresztmetszetű kiömlő nyílással rendelkező motor zajszintje a hagyományosnál lényegesen alacsonyabb;- a motor mozgó alkatrészei egyszerű rugós támasztású gyűrűkkel, ill. lécekkel jól tömíthetők;- a motor felépítésében kiterjedten alkalmazhatók a különféle könnyűfém ötvözetek (kb. 70 súly%ban), A találmány szerinti berendezés alkalmazási területek a következőek lehetnek: légnemű közeggel működő:- egy- és többfokozatú kompresszor, ilL szivattyú,- egy-és többfokozatú lég-és gőzmotor,- otto és dieselrendszerű belsőégésű motor,- állandó nyomású, és robbanó gázturbina munkafolyamatot megvalósít erőgép; folyadékkal működő:- egy és többfokozatú szivattyú, hidromotor. A találmány szerinti megoldás néhány előnyös kiviteli alakját és lényeges szerkezeti részletét, valamint működsését a mellékelt ábrák segítségével ismertetjük:- az 1. ábra az egyik lehetséges kiviteli alak hossz- és keresztmetszetét;- a 2. ábra ugyanezen kiviteli alak többlapátos változatának keresztmetszetét;- a 3. ábra egy vezérlapát csukló megoldást;- a 4. ábra a toroban és álló tengelyében lévő áramlási csatornák közötti résvezérlést;- az 5. ábra a rotor forgócsatornájában elhelyezett önműködő nyomószelepet;- a 6. ábra egy másik kiviteli alak hossz emetsz étét;- a 7. ábra pedig egy további kiviteli alak keresztmetszetét propulziós kiömlő nyílással, illetve terelő-beömlő csatornával;- a 8. ábra egy kompresszorként működtetett és egy expanzorként működtetett találmány szerinti berendezésből kialakított belsőégésű motorkombináció hosszmetszetét és a kompresszronak és expanzornak két különböző szinkron-munkafázisát szemlélteti keresztmetszetben. Az 1. ábra egy egy lapátos gépegyeség szerkezeti felépítését és működését szemlélteti, amely szivattyú-, kompresszor- és motor üzemmódokban használható. Az 1 gépállványban rögzített 2 álló tengelycsonkokon csapágyazott 3 hengeres ház belsejében, a 4 excentrikus álló tengelyen csapágyazott 5 rotor hehelyzkedik el, amelynek radiális hornyába a 6 lapát csúszóan illeszkedik és 7 csuklókkal a 3 hengeres házhoz kapcsolódik. A 6 lapáttal összekapcsolt 5 rotor és 3 ház azonos főm lat számmal együttforog. A munkaközeg a 4 rotortengely 8 axiális beömlő csatornáján és 9 radiális furatain keresztül az 5 rotor 10 hengeres gyűjtőterébe jut, majd a 11 (forgó) rotor csatornán a 6 lapáttal határolt 12 táguló munkatérbe áramlik. Eközben a lapát másik oldalával határolt, csökkenő térfogatú 13 munkatérből a közeg - a 11 rotor-csatornához képest axiálisan eltolt - 14 nyomó-csatornán át a 15 gyűjtőtérbe, majd a 16 furatokon és a 17 axiális kiömlő csatornán keresztül távozik. A 12 munkatér tömítését az 5 rotol oldallapjaiba süllyesztett rugóval támasztott 18 tömítőgyűrűk, továbbá a 6 lapát oldallapjaiban, a rotor horony oldalában és a lapát homlok részénél a 3 forgóház palástban elhelyezett 19 rugós tömítőlécek látják eL A 3 forgó ház és az 5 rotor érintkező 20 felületei közötti tömítést az 5 rotor hengerpalástjára szerelt 21 vékony kopásálló lemez és az alatta lévő 22 rugalmas támasztó réteg deformációja biztosítja. A 10 és 15 gyűjtő terek tömítését az 5 rotorban elhelyezett 23 rugalmas, forgó tömítő gyűrűk végzik A 3 forgó bordák - mint ventillátor lapátok — önműködően látják el. A hűtőközeg a 25 védő-terelő burkolat 26 be- és 27 kilépő nyílásain keresztül áramlik A 4 álló tengely hűtését a 28 hűtő csatornákon átáramoltatott hűtőközeg végzi A gépegység hajtása, ilL teljesítmény átviteli közvetve a 3 forgó házon rögzített 29 fogaskerék és a 30 közvetítő kerék tengelyén át valósítható meg. A 2. ábra az 1. ábra alapján ismertetett gépegység többlapátos változatát szemlélteti. Az egyetlen 6 vezérlapát és a 31 melléklapát a munkateret a lapátszámnak megfelelő szektorokra osztják Minden szektorban egy-egy 11 be-, ilL 14 elvezető rotorcsatorna található, amelyek 10, 15 gyűjtő tereken keresztül a 8 be-, ilL 17 kiömlő csatornákba vezetnek A 3. ábrán egy olyan vezérlapát csukló megoldást mutatunk be, amely 32 rugalmas lemezkötegből áll és egyben a lapát homlok-felületének tömítését is ellátja. A 4. ábrán egy ún. forgó résvezérlés-megoldást szemléltetünk, amely a 8 be-, ilL 17 kiömlő csatorna és a 11 be- ilL 14 elvezető rotorcsatoma közötti összeköttetést, a teljes körülfordulásnak csak egy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
